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OMRONCS1培训讲义1CS1PLC概述OMRON的中型机的发展分为三个阶段，第一个阶段为C200H及C200HS系列。第二个阶段为C200Hα系列，该系列共包含3种类型的CPU，分别是C200HE、C200HG、C200HX。第三个阶段为面向21世纪的新机型CS1系列，它是作为工厂控制核心的控制器，不仅基本性能有了提高，有了更好的连接性和兼容性，而且在设计和开发方面采用了以任务为单位的编程方式，大大提高了设计效率。CS1特点与C200Hα相比有更好的基本性能1.更快的指令处理速度，LD指令0.02μs（快5－10倍），MOV指令0.25μs（快1.7－2.5倍）。2.容量大可完成更复杂的控制。相对C200Hα而言，具有4倍的程序容量，4.3倍的I/O容量，4.5倍的数据存储器（DM区）和16倍的定时器/计数器个数。更好的设计和开发效能1.改善的各种应用指令，高速的结构化编程。2.CS1系列PLC以任务为单位的编程方式，可多人同时开发。3.基于视窗集成的开发环境，方便地用高级语言（VB、VBA等）与CS1通信。更好的串行通信和对新系统的兼容性1.协议宏功能有了扩充，每台PLC能支持16个串行通信单元和一个串行通信板，可连接34个带串行通信的设备。2.更好的ControllerLink功能，新的光缆ControllerLink网络加上以前的线缆ControllerLink网络，不仅能够获得更长距离的通信还提高了整个网络的安全性。3.无缝网络和网间通信。用于信息层的Ethernet、用于控制器层的ControllerLink网络和用于器件层的CompoBUS/D（支持DeviceNet协议）都适应于CS1，而且在Ethernet和ControllerLink网络之间的通信能够象在同一个网络上一样方便，即可跨网络进行连接。第一章CPU的处理能力CS1的PLC具有以下性能：CPU速度：38K步/ms（只有基本指令）；程序容量:最大２５０K步（1-7步/指令）；输入输出点数：最大５１２０点（不包括高功能I/O，远程I/O）；I/O存储器区域：约８０００ｃｈ（128000点），其中包括：输入输出、高功能模块、内部辅助、保持、特殊辅助继电器等；定时器/计数器：４０９６／４０９６個；数据存储器：最大４４８ＫＷ；ＤＭ数据区：３２KW；ＥＭ数据区：最大４１６KW(可以全区域直接／间接指定，32kw/每组全区域高速访问)；OMRONCS1培训讲义2索引寄存器：16个（32位）；数据寄存器：16个（16位）存储器卡；内存卡：可以使用微型的快闪卡，（48MB）不需电池支持，（48MB）。第一节CPU速度CS1PLC是目前OMRON所有PLC中处理速度最快，它的处理速度主要由扫描周期来衡量，而决定扫描周期的因素有以下几个部分：监控时间（硬件检测）、程序执行时间、计算周期时间、I/O刷新时间、外围服务时间，即扫描周期＝监控时间＋程序执行时间＋计算周期时间＋I/O刷新时间＋外围服务时间。（注：CS1G/H-CPU**H的PLC还可进行并行处理，即：外设服务时间不计入扫描周期）。一．监控时间CS1系列是0.3ms,C200Hα系列是0.7ms。该时间是用来检测I/O总线和程序存储器并刷新内部时钟的时间。二．程序执行时间程序执行的快慢，对于相同的程序量来说，主要取决于指令执行的速度。C200Hα中分三种机型，C200HE/HG/HX,其中C200HX的指令执行速度最快。CS1中分两种机型，CS1H/G，其中CS1H快于CS1G，常用指令处理速度比较（以CS1H和C200HX为例,单位是微秒）见下表：指令ON执行时间OFF执行时间C200HXCS1HC200HXCS1HLD0.1040.020.1040.02OUT0.2080.020.2080.02TIM0.4170.370.4170.17MOV0.4170.250.3130.17ANDW14.350.250.3130.21三．计算扫描周期的时间扫描周期时间的计算：当设定了最小周期时间时（CS1在PC系统设定区可以进行设定），设定时间大于实际时间时，就会产生一段等待时间，使循环时间达到最小的设定值；设定时间小于实际时间时，按实际执行，无等待时间。若PLC系统中没有设最小周期时间，则此步骤的时间就为0，扫描周期即为实际值。四．I/O刷新时间这里仅列举几项，进行说明：模块每个单元所需时间C200Hα系列CS1系列C200H-ID212(基本)0．04ms0．02msC200H-ID216(组-2)0．18ms0．10msC200H-TS001（特殊）1．20ms1．00msI/O刷新时间是指将输入单元的信息读到输入位或将输出信息（程序的执行结OMRONCS1培训讲义3果）写到输出单元的时间，并不是I/O响应时间，I/O响应时间是指从输入单元的一个输入转为ON，到被CPU接收相应的数据并执行用户程序，至结果输出到输出单元端所需的时间。它有一个最大响应时间和最小响应时间。最大响应时间指当PLC刚刷新之后就接收新的信号，此时响应时间最长，是由输入接通的延时时间、2倍的扫描周期和输出接通延时时间构成的。最小的响应时间是在I/O刷新前一刻收到的数据，此时的响应时间最小，是由输入接通延时时间、1个扫描周期和输出接通延时时间构成的，若计算真正的I/O响应时间还必须看是什么模块，因为不同的模块其输入和输出接通的延时时间也是不一样的。五．外围服务时间外围服务时间包括很多项内容，外设口服务时间、RS－232C口服务时间等，上述时间均可在CS1的PC系统设定区可以进行设定，若设置了服务时间，则服务将按设定时间执行，但无论服务时间设定与否，都会有一个最小服务时间。若端口未连接的话，则服务时间为0。这里仅列举两项服务供参考：内容C200Hα系列CS1系列外设口/RS-232口前一个周期的5％,最小为0.26ms(若端口未连接则为0)前一个周期的4％,最小为0.1ms(若端口未连接则为0)通信板服务0.5ms+每个端口的服务时间端口服务时间同上同上由上述的比较可见，CS1的CPU的处理速度相对于C200Hα系列来说又有了一个很大的提高。第二节I/O容量一．本地I/O点数CS1系列中容量最大的是CS1H系列，I/O容量从960点到5120点，具体可见选型样本。带扩展机架的个数最大可达7块,再加上本身的CPU机架,共有8个机架,80个模块可安装。在CS1配置中分配给输入输出的区域共320个通道，从CIO0000-CIO0319,（320*16=5120点）,该范围是专门用于CS1的I/O区,所以I/O的容量为5120点,只要在范围内,可自己配置普通I/O单元或高密度单元。因此通常所说的I/O点数容量都是指本地控制带开关量的总点数，现场总线网及远程控制点数未计算在内。若CS1带上CompoBUS/D和CompoBUS/S现场总线网及SYSBUS网将远不止这些。二．远程I/O的点数对于CS1系列使用CS1W－DRM21CompoBUS/D网络的主站模块，若使用配置器可连接63个节点，有500个通道可用于地址分配，节点可以是模拟量的，也可以是开关量的，若全部带开关量，是远程I/O的点数。具体的地址分配的原则可参见网络通信章节中的CompoBUS/D篇。对于CompoBUS/S网络同C200Hα一样,每个主单元最大可带256点。三．网络的I/O点数网络的I/O点数是指PLC和PLC间通过网络互连以后，可互相控制的点数，即本台PLCOMRONCS1培训讲义4通过网络可控制同一网络上别的PLC上的点，通过网络互连，可将一台PLC控制的点数成倍的增加。例如通过ControllerLink网络实现PLC间的数据传递之后，可将自己的数据写到对方PLC的数据区中，实现控制，而对于它本身来说，相当于扩充了控制的点数。具体该网络的功能可参见网络通信ControllerLink篇。四．PLC可编址的I/O点数PLC可编址的I/O点数是指PLC内部未被使用的或未被定义的所有数据区。对于CS1来说除了在CIO区中CIO0000－CIO0319中未用到的字，还有CS1的工作区、保持寄存器区、DM区等区域。第三节数据区容量CIO区I/O区的地址从CIO0000－CIO0319（CIO位000000－031915），但可改变第一个机架的地址，将该区扩展为CIO0000－CIO0999，但即使扩展了I/O区，能分配给外部I/O的最多位仍是5120个。工作区工作区共有512个字，地址为W000－W511，这些字只能在程序中用作工作字，当然在CIO区域中未用到的字或位也可用作工作字，但应优先使用工作区中的位，因为在将来的CS1中不用的字很可能被分配新的用途。保持区保持区有512个字，从H000－H511（位H00000－H51115）。保持区的功能是：在PLC电源通断的过程中或PLC的操作模式在编程、监控和运行中切换时，保持区中的数据不会被清零。辅助区辅助区有960个字，地址为A000－A959。这些字已预先指定为标志位或控制位。变址寄存器区16个变址寄存器区域（IR0－IR15）是用于间接寻址一个字，每个变址寄存器存储一个PLC的存储地址，该地址是在I/O存储器区域中的一个绝对地址。如果IR用作“，”前缀的操作数，那么指令将在IR中的PLC存储地址所指的位上进行操作，换句话说，IR就是I/O存储区的指针。具体说明可参见CS1的操作手册。数据寄存器数据寄存器共有16个（DR0－DR15），间接寻址时用数据寄存器的值作为偏移地址，即：可将数据寄存器中的值加到变址寄存器中的PLC存储地址上，数据寄存器中的地址是带符号的二进制数，因此变址寄存器中的内容即可偏移到高地址也可以偏移到低地址。OMRONCS1培训讲义5任务标志区域任务标志TK00－TK31对应于任务0－31，当相应的任务处于可执行（运行）状态时，任务标志为ON，当相应的任务处于等待状态时，任务标志为OFF。数据存储器区CS1的存储器区共有32768个字，地址为D00000－D32767，该数据区可用于一般的数据存储和管理，当PLC操作模式切换或PLC掉电时，数据仍保存。扩展数据存储器区域EM区同DM区功能相同也是数据存储器区域，在PLC掉电和PLC模式切换时，这些字中的内容保持不变。在CS1中EM区划分为若干个Bank,每个Bank有32767个字，EM区的Bank的数目取决于CPU的具体型号，但最多13个Bank(0－C)。地址从E0-00000－EC-32767。第四节指令系统CS1系列指令的功能号范围从000－840，在CS1里没有扩展指令的定义，因为每一条指令都有一个固定的、唯一的功能号，在CS1系列中指令可根据功能划分为顺序输入指令、顺序输出指令、顺序控制指令、定时器和计数器指令、比较指令、传送指令、移位指令、递增/递减指令、四则运算指令、转换指令、逻辑指令、特殊数学指令、浮点数运算指令、表格数据处理指令、数据控制指令、子程序指令、中断控制指令、步指令、基本I/O单元指令、串行通信指令、网络指令、文件内存指令、显示指令、时钟指令、调试指令、故障诊断指令、块程序指令、文本串处理指令、任务控制指令及一些其他的指令。CS1的指令十分丰富。在此仅列举其中的一部分指令，具体可看CS1的编程手册。符号比较指令、、=、=、、CMP数据传送指令MOV数据传送MVN传送一个字的反码到规定字中XCHG交换两个规定字的内容数据移位指令ASL位左移SLD数据左移NSFL左移规定的位数NSFR右移规定的位数数学运算指令＋十六进制相加－十六进制相减×带符号十六进制相乘/带符号十六进制相除浮点运算指令FIX将32位的浮点数转换成十六位带符号的二进制数＋F两个32位浮点数相加－F两个32位浮点数相减OMRONCS1培训讲义6/F两个32位浮点数相除×F两个32位浮点数相乘表格数据处理PUSH将一个数据写到指定的栈中FIFO先进先出，读出数据LIFO后进先出，读出数据还有中断控制指令、子程序指令、数据控制指令、步指令、串